CN115341229A - 一种改进溴离子氧化方式的提溴方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进溴离子氧化方式的提溴方法及应用,属于溴素提取技术领域。使用本发明时溴离子的氧化率高,都在95%以上,且溴素的产率也比较高,运行过程中没有造成浪费,消耗电能少,运行成本低且得到的溴素产品都达到工业溴素的质量标准。同时带来以下的技术效果:提供一种低成本、高效的不使用氯气氧化工业化生产溴素的方法,操作安全环保、不会产生大量的酸性高盐废水,大大降低了企业的生产成本,解决了现有技术所存在的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于溴素提取技术领域,具体地说,涉及一种改进溴离子氧化方式的提溴方法及应用。
背景技术
溴是生产阻燃剂、灭火剂和感光材料的基本化工原料之一。我国提溴行业主要以山东地下卤水为原料,也有采用淡化后浓海水、电厂或化工厂排放的温海水,或者直接以海水为原料提溴。
目前提溴几乎都采用“氯气氧化-空气吹出-二氧化硫酸法捕沫-尾气封闭循环”工艺进行提溴。氯气是一种有毒的危险化学品,在氧化过程中如果设备密封不好,氯气逸入空气中,污染操作环境。吹脱排水氯离子浓度高,使地表水和土壤盐化、水利设施腐蚀。氯离子浓度高时使钙、镁大量溶解,废水从尾矿库渗漏出来后,污染地下水,使地下水中钙、镁、氯浓度大为增高,严重地影响水的功能,严重时不能引用、不能灌溉农田。液氯的运输和使用有一定的危险性,因氯气泄漏造成的人畜中毒、农田及鱼塘受危害的事故在其他行业时有发生。
还有一种提溴采用的是“30%过氧化氢氧化-空气吹出-二氧化硫酸法捕沫-尾气封闭循环”工艺进行提溴,虽然用30%过氧化氢氧化避免了氯气氧化的一系列的缺点,但是用30%过氧化氢氧化存在着氧化成本过高,而且30%氧化氢的运输和和使用有一定的危险性,因30%的过氧化氢而引起的爆炸和火灾时有发生。
也有用“10%次氯酸钠氧化-空气吹出-二氧化硫酸法捕沫-尾气封闭循环”工艺进行提溴,虽然这种方法解决了氯气泄露的风险,但是相比于用氯气氧化提溴,应用10%次氯酸钠氧化提溴的工艺比氯气氧化提溴的工艺要增加一倍的耗酸量,次氯酸钠的价格比氯气贵好几倍,导致生产成本的增加。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术的不足,提供一种低成本、高效的不使用氯气氧化工业化生产溴素的方法,操作安全环保、不会产生大量的酸性高盐废水,大大降低了企业的生产成本,解决了现有技术所存在的技术问题。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种改进溴离子氧化方式的提溴方法,包括以下步骤:
(1)将含有溴离子的水通入到调酸罐中,用30%的盐酸将水的pH调节至2-4,使调酸罐内的水变成酸化液;其中溴离子的含量在20mg/L-10g/L;
(2)将酸化液通入到电解槽中,通电后酸化液中的溴离子在阳极上发生氧化反应生成溴分子,电解槽内的酸化液变成氧化液;其中电解槽由阴极板、阳极板和槽体共同组成,其中电解槽的阳极板为钛金属表面涂覆钌、铱、铂合金的电极板,阴极为钛金属电极,电解槽槽体为PP材料;
(3)将电解槽内的氧化液通入到吹脱塔中,氧化液由吹脱塔顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内由罗茨风机推动、自下而上流动的空气吹出变成含有溴分子的空气,含有溴分子的空气最终从吹脱塔的顶部进入吸收塔;
(4)在吸收塔内,溴分子随着由罗茨风机推动的空气,自上而下的流动,被在吸收塔内由顶部喷淋而下的30%氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴化钠,并最终得到溴化钠和溴酸钠的混合溶液;
(5)将混合液打入加酸罐中,用98%的浓硫酸将混合液的pH值调节至0-1,使溴化钠和溴酸钠在浓硫酸的作用下发生反应生成溴单质和硫酸钠,并最终得到含有溴单质和硫酸钠的酸化溴水;
(6)将加酸罐中的酸化溴水通入到蒸馏塔中,酸化溴水由蒸馏塔顶部喷淋而下,酸化溴水在蒸馏塔内被水蒸气加热,将溴素从酸化溴水中蒸出变成溴蒸气,蒸出后的溴蒸气在蒸馏塔内自下而上的流动,并最终由蒸馏塔的顶部进入冷却器,蒸馏后的硫酸钠溶液由蒸馏塔的底部流出进入蒸发器;
(7)在蒸发器内,蒸发得到硫酸钠固体,蒸发得到的硫酸钠固体进入到干燥器内得到硫酸钠固体产品;
(8)在冷却器内,溴蒸气在冷却水的冷却下变成溴水和溴素,溴水和溴素由冷却器的底部进入到分离瓶中;
(9)在分离瓶中,将溴素和溴水分离,分离后的溴水进入到蒸馏塔内再次蒸馏,溴素从分离瓶中溢流到溴素储罐得到溴素产品。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
氧化液中的溴分子的氧化率为90-99%,其中氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
步骤(2)中点解的电流密度为300-3000A/m2。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
设备运行稳定时吸收液中溴化钠的浓度为20-30%。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
罗茨风机的风量与吹脱塔中氧化液的气液流量比为130:1-260:1。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
进入吸收塔的含有溴分子的空气的流量与吸收塔内自循环喷淋的氢氧化钠溶液的流量比为40:1-100:1。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
步骤(5)中加入硫酸的质量与溴化钠与溴酸钠的混合液的质量比为1.5:1-2.7:1。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
步骤(6)中蒸馏塔塔顶溴蒸气的温度为75-90℃。
上述所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,
步骤(8)中冷却水的冷却温度为20-30℃。
关于氧化液的制备
将酸化液打入到电解槽中,通电后溴离子在电流的作用下在阳极板与含溴溶液界面处上、发生氧化反应,使溴离子氧化成溴单质,其化学反应方程式为:
2Br--2e-=Br2
氢离子在单向脉冲电流的作用下在阴极板与含溴溶液界面处上、发生还原反应,使氢离子还原成氢气,其化学反应方程式为:
2H++2e-=H2
关于溴分子的吹出
将氧化液通入到吹脱塔中,根据溴的气、液相浓度之间的气液平衡关系,溴被空气从水中吹出。
关于溴化钠和溴酸钠混合溶液的制备
吹出后的溴分子在吸收塔内跟30%氢氧化钠溶液发生反应,其化学反应方程式为:
6NaOH+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3H2O
关于酸化溴水的制备
溴化钠和溴酸钠混合溶液通入到加酸罐中,向加酸罐中加入98%的浓硫酸,使溶液的pH值为0-1。其发生的化学反应方程式为:
10NaBr+2NaBrO3+6H2SO4=6Br2+6Na2SO4+6H2O
关于溴水的蒸馏
溴素的的沸点为58.78℃,水的沸点为100℃,在蒸馏塔内根据溴素和水沸点的不同,将溴素蒸出。
溴素和溴水的分离
溴素的密度为3.119g/mL,水的密度为1g/cm3,在分离瓶内根据溴素和水的密度的不同将溴水和溴素分离。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的有益效果为:
使用本发明时溴离子的氧化率高,都在95%以上,且溴素的产率也比较高,运行过程中没有造成浪费,消耗电能少,运行成本低且得到的溴素产品都达到工业溴素的质量标准。
附图说明
图1为本发明中提溴方法的工艺流程图。
图2为本发明中电解槽的示意图;
图3为本发明中调酸加药设备和电氧化设备图;
图4为本发明中吹脱和吸收设备图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
图1为本发明中提溴方法的工艺流程图,图2为本发明中电解槽的示意图。
结合图1-图3来看,将含溴有溴离子(300mg/L)的水用离心泵持续的打入到调酸罐中,用30%的盐酸调节pH至4,将调节pH后的水持续的用离心泵打入到电解槽中氧化,氧化后的水通过管道运输到吹脱塔,吹脱塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的顶端入口,吸收塔的底部气相出口通过罗茨风机连接至吹脱塔底部的空气入口,即罗茨风机同时作为吹脱塔和吸收塔的动力源,吸收塔内氢氧化钠溶液通过离心泵提供动力源循环喷淋吸收。达到吸收重点的吸收液通过离心泵打入到硫酸加酸罐中,调节至合适的pH值后打入到蒸馏塔蒸馏,蒸馏塔顶部通过钢衬四氟管道连接至换热器,溴蒸气通过换热器冷却后到分离瓶分离,经分离瓶分离后得到溴素产品。
给电解槽通电,电流密度为300A/m2,含有溴离子的水经过电解槽,溴离子在电解槽内发生氧化反应生成溴单质变成氧化液,等到设备运行稳定之后,溴离子的氧化率为99%,所述氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
溴有溴离子(300mg/L)电解槽氧化后得到氧化液,氧化液由吹脱塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为130:1。
在吸收塔内,含溴空气中的溴分子随空气自上而下,被吸收塔顶部喷淋而下的30%的氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,最终得到含有溴化钠和溴酸钠的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为40:1。
达到吸收终点时,溴化钠的溶度为20%,在加酸罐内,加入硫酸的质量与溴化钠和溴酸钠混合液体的质量比为1.5:1。
蒸馏塔的塔顶的温度为75℃,冷却器重冷却水的水温为20℃。
实施例2
将含溴有溴离子(1g/L)的水用离心泵持续的打入到调酸罐中,用30%的盐酸调节pH至3.5,将调节pH后的水持续的用离心泵打入到电解槽中氧化,氧化后的水通过管道运输到吹脱塔,吹脱塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的顶端入口,吸收塔的底部气相出口通过罗茨风机连接至吹脱塔底部的空气入口,即罗茨风机同时作为吹脱塔和吸收塔的动力源,吸收塔内氢氧化钠溶液通过离心泵提供动力源循环喷淋吸收。达到吸收重点的吸收液通过离心泵打入到硫酸加酸罐中,调节至合适的pH值后打入到蒸馏塔蒸馏,蒸馏塔顶部通过钢衬四氟管道连接至换热器,溴蒸气通过换热器冷却后到分离瓶分离,经分离瓶分离后得到溴素产品。
电解槽通电,电流密度为1200A/m2,含有溴离子的水经过电解槽,溴离子在电解槽内发生氧化反应生成溴单质变成氧化液,等到设备运行稳定之后,溴离子的氧化率为98%,所述氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
溴有溴离子(1g/L)电解槽氧化后得到氧化液,氧化液由吹脱塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为150:1。
在吸收塔内,含溴空气中的溴分子随空气自上而下,被吸收塔顶部喷淋而下的30%的氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,最终得到含有溴化钠和溴酸钠的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为60:1。
达到吸收终点时,溴化钠的溶度为22%,在加酸罐内,加入硫酸的质量与溴化钠和溴酸钠混合液体的质量比为1.5:1。
蒸馏塔的塔顶的温度为80℃,冷却器重冷却水的水温为22℃。
实施例3
将含溴有溴离子(2g/L)的水用离心泵持续的打入到调酸罐中,用30%的盐酸调节pH至3.3,将调节pH后的水持续的用离心泵打入到电解槽中氧化,氧化后的水通过管道运输到吹脱塔,吹脱塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的顶端入口,吸收塔的底部气相出口通过罗茨风机连接至吹脱塔底部的空气入口,即罗茨风机同时作为吹脱塔和吸收塔的动力源,吸收塔内氢氧化钠溶液通过离心泵提供动力源循环喷淋吸收。达到吸收重点的吸收液通过离心泵打入到硫酸加酸罐中,调节至合适的pH值后打入到蒸馏塔蒸馏,蒸馏塔顶部通过钢衬四氟管道连接至换热器,溴蒸气通过换热器冷却后到分离瓶分离,经分离瓶分离后得到溴素产品。
电解槽通电,电流密度为1500A/m2,含有溴离子的水经过电解槽,溴离子在电解槽内发生氧化反应生成溴单质变成氧化液,等到设备运行稳定之后,溴离子的氧化率为97%,所述氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
溴有溴离子(2g/L)电解槽氧化后得到氧化液,氧化液由吹脱塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为160:1。
在吸收塔内,含溴空气中的溴分子随空气自上而下,被吸收塔顶部喷淋而下的30%的氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,最终得到含有溴化钠和溴酸钠的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为60:1。
在加酸罐内,加入硫酸的质量与溴化钠和溴酸钠混合液体的质量比为1.6:1。
蒸馏塔的塔顶的温度为80℃,冷却器重冷却水的水温为23℃。
实施例4
将含溴有溴离子(4g/L)的水用离心泵持续的打入到调酸罐中,用30%的盐酸调节pH至3.0,将调节pH后的水持续的用离心泵打入到电解槽中氧化,氧化后的水通过管道运输到吹脱塔,吹脱塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的顶端入口,吸收塔的底部气相出口通过罗茨风机连接至吹脱塔底部的空气入口,即罗茨风机同时作为吹脱塔和吸收塔的动力源,吸收塔内氢氧化钠溶液通过离心泵提供动力源循环喷淋吸收。达到吸收重点的吸收液通过离心泵打入到硫酸加酸罐中,调节至合适的pH值后打入到蒸馏塔蒸馏,蒸馏塔顶部通过钢衬四氟管道连接至换热器,溴蒸气通过换热器冷却后到分离瓶分离,经分离瓶分离后得到溴素产品。
电解槽通电,电流密度为1600A/m2,含有溴离子的水经过电解槽,溴离子在电解槽内发生氧化反应生成溴单质变成氧化液,等到设备运行稳定之后,溴离子的氧化率为96.5%,所述氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
溴有溴离子(4g/L)电解槽氧化后得到氧化液,氧化液由吹脱塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为170:1。
在吸收塔内,含溴空气中的溴分子随空气自上而下,被吸收塔顶部喷淋而下的30%的氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,最终得到含有溴化钠和溴酸钠的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为65:1。
在加酸罐内,加入硫酸的质量与溴化钠和溴酸钠混合液体的质量比为1.7:1。
蒸馏塔的塔顶的温度为82℃,冷却器重冷却水的水温为24℃。
实施例5
将含溴有溴离子(7g/L)的水用离心泵持续的打入到调酸罐中,用30%的盐酸调节pH至3,将调节pH后的水持续的用离心泵打入到电解槽中氧化,氧化后的水通过管道运输到吹脱塔,吹脱塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的顶端入口,吸收塔的底部气相出口通过罗茨风机连接至吹脱塔底部的空气入口,即罗茨风机同时作为吹脱塔和吸收塔的动力源,吸收塔内氢氧化钠溶液通过离心泵提供动力源循环喷淋吸收。达到吸收重点的吸收液通过离心泵打入到硫酸加酸罐中,调节至合适的pH值后打入到蒸馏塔蒸馏,蒸馏塔顶部通过钢衬四氟管道连接至换热器,溴蒸气通过换热器冷却后到分离瓶分离,经分离瓶分离后得到溴素产品。
电解槽通电,电流密度为1800A/m2,含有溴离子的水经过电解槽,溴离子在电解槽内发生氧化反应生成溴单质变成氧化液,等到设备运行稳定之后,溴离子的氧化率为96%,所述氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
溴有溴离子(7g/L)电解槽氧化后得到氧化液,氧化液由吹脱塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为180:1。
在吸收塔内,含溴空气中的溴分子随空气自上而下,被吸收塔顶部喷淋而下的30%的氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,最终得到含有溴化钠和溴酸钠的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为70:1。
在加酸罐内,加入硫酸的质量与溴化钠和溴酸钠混合液体的质量比为1.9:1。
蒸馏塔的塔顶的温度为85℃,冷却器重冷却水的水温为25℃。
实施例6
将含溴有溴离子(9g/L)的水用离心泵持续的打入到调酸罐中,用30%的盐酸调节pH至2.5,将调节pH后的水持续的用离心泵打入到电解槽中氧化,氧化后的水通过管道运输到吹脱塔,吹脱塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的顶端入口,吸收塔的底部气相出口通过罗茨风机连接至吹脱塔底部的空气入口,即罗茨风机同时作为吹脱塔和吸收塔的动力源,吸收塔内氢氧化钠溶液通过离心泵提供动力源循环喷淋吸收。达到吸收重点的吸收液通过离心泵打入到硫酸加酸罐中,调节至合适的pH值后打入到蒸馏塔蒸馏,蒸馏塔顶部通过钢衬四氟管道连接至换热器,溴蒸气通过换热器冷却后到分离瓶分离,经分离瓶分离后得到溴素产品。
电解槽通电,电流密度为2200A/m2,含有溴离子的水经过电解槽,溴离子在电解槽内发生氧化反应生成溴单质变成氧化液,等到设备运行稳定之后,溴离子的氧化率为95%,所述氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
溴有溴离子(9g/L)电解槽氧化后得到氧化液,氧化液由吹脱塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为200:1。
在吸收塔内,含溴空气中的溴分子随空气自上而下,被吸收塔顶部喷淋而下的30%的氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,最终得到含有溴化钠和溴酸钠的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为80:1。
在加酸罐内,加入硫酸的质量与溴化钠和溴酸钠混合液体的质量比为2:1。
蒸馏塔的塔顶的温度为85℃,冷却器重冷却水的水温为25℃。
实施例7
将含溴有溴离子(10g/L)的水用离心泵持续的打入到调酸罐中,用30%的盐酸调节pH至2,将调节pH后的水持续的用离心泵打入到电解槽中氧化,氧化后的水通过管道运输到吹脱塔,吹脱塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的顶端入口,吸收塔的底部气相出口通过罗茨风机连接至吹脱塔底部的空气入口,即罗茨风机同时作为吹脱塔和吸收塔的动力源,吸收塔内氢氧化钠溶液通过离心泵提供动力源循环喷淋吸收。达到吸收重点的吸收液通过离心泵打入到硫酸加酸罐中,调节至合适的pH值后打入到蒸馏塔蒸馏,蒸馏塔顶部通过钢衬四氟管道连接至换热器,溴蒸气通过换热器冷却后到分离瓶分离,经分离瓶分离后得到溴素产品。
电解槽通电,电流密度为2800A/m2,含有溴离子的水经过电解槽,溴离子在电解槽内发生氧化反应生成溴单质变成氧化液,等到设备运行稳定之后,溴离子的氧化率为96%,所述氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
溴有溴离子(10mg/L)电解槽氧化后得到氧化液,氧化液由吹脱塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为210:1。
在吸收塔内,含溴空气中的溴分子随空气自上而下,被吸收塔顶部喷淋而下的30%的氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴酸钠,最终得到含有溴化钠和溴酸钠的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为90:1。
在加酸罐内,加入硫酸的质量与溴化钠和溴酸钠混合液体的质量比为2.6:1。
蒸馏塔的塔顶的温度为90℃,冷却器重冷却水的水温为30℃。
按照实施列1-7的控制参数,设备连续稳定运行后,分别截取1个小时内的工艺指标,得出以下结果,如表1所示。
表1测试结果
通过表格可以看出,使用本发明时溴离子的氧化率高,都在95%以上,且溴素的产率也比较高,运行过程中没有造成浪费,消耗电能少,运行成本低且得到的溴素产品都达到工业溴素的质量标准。
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明,不能认定本发明具体实施只局限于这些说明,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
Claims (9)
1.一种改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
包括以下步骤:
(1)将含有溴离子的水通入到调酸罐中,用30%的盐酸将水的pH调节至2-4,使调酸罐内的水变成酸化液;其中溴离子的含量在20mg/L-10g/L;
(2)将酸化液通入到电解槽中,通电后酸化液中的溴离子在阳极上发生氧化反应生成溴分子,电解槽内的酸化液变成氧化液;其中电解槽由阴极板、阳极板和槽体共同组成,其中电解槽的阳极板为钛金属表面涂覆钌、铱、铂合金的电极板,阴极为钛金属电极,电解槽槽体为PP材料;
(3)将电解槽内的氧化液通入到吹脱塔中,氧化液由吹脱塔顶部喷淋而下,氧化液中的溴分子被吹脱塔内由罗茨风机推动、自下而上流动的空气吹出变成含有溴分子的空气,含有溴分子的空气最终从吹脱塔的顶部进入吸收塔;
(4)在吸收塔内,溴分子随着由罗茨风机推动的空气,自上而下的流动,被在吸收塔内由顶部喷淋而下的30%氢氧化钠溶液吸收,生成溴化钠和溴化钠,并最终得到溴化钠和溴酸钠的混合溶液;
(5)将混合液打入加酸罐中,用98%的浓硫酸将混合液的pH值调节至0-1,使溴化钠和溴酸钠在浓硫酸的作用下发生反应生成溴单质和硫酸钠,并最终得到含有溴单质和硫酸钠的酸化溴水;
(6)将加酸罐中的酸化溴水通入到蒸馏塔中,酸化溴水由蒸馏塔顶部喷淋而下,酸化溴水在蒸馏塔内被水蒸气加热,将溴素从酸化溴水中蒸出变成溴蒸气,蒸出后的溴蒸气在蒸馏塔内自下而上的流动,并最终由蒸馏塔的顶部进入冷却器,蒸馏后的硫酸钠溶液由蒸馏塔的底部流出进入蒸发器;
(7)在蒸发器内,蒸发得到硫酸钠固体,蒸发得到的硫酸钠固体进入到干燥器内得到硫酸钠固体产品;
(8)在冷却器内,溴蒸气在冷却水的冷却下变成溴水和溴素,溴水和溴素由冷却器的底部进入到分离瓶中;
(9)在分离瓶中,将溴素和溴水分离,分离后的溴水进入到蒸馏塔内再次蒸馏,溴素从分离瓶中溢流到溴素储罐得到溴素产品。
2.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
氧化液中的溴分子的氧化率为90-99%,其中氧化率即氧化液中由溴离子转化成溴分子的实际含量与氧化液中溴离子转化成溴分子理论产量之间的比值。
3.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
步骤(2)中点解的电流密度为300-3000A/m2。
4.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
设备运行稳定时吸收液中溴化钠的浓度为20-30%。
5.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
罗茨风机的风量与吹脱塔中氧化液的气液流量比为130:1-260:1。
6.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
进入吸收塔的含有溴分子的空气的流量与吸收塔内自循环喷淋的氢氧化钠溶液的流量比为40:1-100:1。
7.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
步骤(5)中加入硫酸的质量与溴化钠与溴酸钠的混合液的质量比为1.5:1-2.7:1。
8.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
步骤(6)中蒸馏塔塔顶溴蒸气的温度为75-90℃。
9.根据权利要求1所述的改进溴离子氧化方式的提溴方法,其特征在于:
步骤(8)中冷却水的冷却温度为20-30℃。
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